人民網昆明5月13日電 （記者李發興）記者從昆明理工大學獲悉，北京時間5月11日23時，昆明理工大學靈長類轉化醫學研究院（省部共建非人靈長類生物醫學國家重點實驗室）譚韜、陳永昌、季維智團隊，中國人民解放軍總醫院劉兵團隊及美國德克薩斯州西南醫學中心吳軍團隊合作，在國際頂級期刊Cell發表題為Ex utero monkey embryogenesis from blastocyst to early organogenesis的研究論文。該研究開發了一種3D培養系統（EMEUC），實現了食蟹猴胚胎體外25天（25 d.p.f.）的長時程培養。利用該系統，研究人員解析了原腸運動及造血等早期組織器官發生的譜系特化軌跡和分子演進規律，研究結果將有助於了解人類胚胎發育畸形及孕早期流產的病因。

據介紹，近年來我國育齡夫婦的流產及出生缺陷發生率已分別接近10%及5.6%，嚴重影響出生人口質量，生殖健康形勢嚴峻，降低流產及出生缺陷發生率已成為我國人口健康大戰略重要目標之一。解析早期胚胎發育事件及其調控機制有助於我們深入理解早期胚胎和器官發育與疾病發生的關系，為孕早期流產和出生缺陷防治以及發育源性疾病的診治提供理論基礎和新的途徑，這也是當前生殖醫學領域亟待解決的難點與熱點問題之一。但人們對這一時期人體胚胎發育知之甚少，對早期胚胎發育調控機制的深入理解亟待創新性研究體系的建立與理論和技術突破。

研究人員開發了一種3D培養系統（EMEUC），優化了前期食蟹猴胚胎培養系統，借助細胞外基質構建了3D培養環境﹔借助葡萄糖的加入，促進了胚胎體外發育，實現了食蟹猴胚胎體外25天長時程培養，且培養胚胎的形態、發育進程等與體內胚胎高度一致，大約對應體內的卡內基階段（carnegie stage， CS）8c。

結合單細胞轉錄組（scRNA-seq）和免疫熒光染色驗証，研究人員發現EMEUC培養的胚胎除了早期神經分化，還出現了造血譜系特化，其高度模擬了體內卵黃囊的兩個波次造血發生，尤其是捕獲並識別了猴第一波次造血的關鍵前體細胞（包括生血成血管細胞、第一波次造血祖細胞）。這是迄今為止國際學術界首次精確識別和系統解析發生在非人靈長類胚胎中的體內卵黃囊的兩個波次造血。此外，與以往的人多能干細胞體外分化體系相比，體外培養的猴胚胎能夠產生更接近人體內第二波次造血的生血內皮細胞，這些結果表明該體系有望成為更合適的靈長類早期造血的研究模型。

研究團隊還通過對人、猴、鼠跨物種的整合分析，發現猴的第二波次造血與人更為接近，表明人、猴在早期造血發育中具有較強的保守性，與嚙齒類存在差異。同時，研究人員進一步聚焦猴第一波次造血特化的過程，系統揭示了猴和小鼠在該過程中的物種保守和差異的分子事件。

除了外胚層和中胚層的譜系特化外，研究團隊觀察到內胚層的特化，在體外培養猴胚胎中發現了早期腸（primitive gut）的形成， 其與體內猴胚胎及人胚胎腸亞群高度一致。經過進一步研究，研究人員發現BMP和EGF信號通路與前腸形成有關，而WNT和Hedgehog信號通路可能在后腸發育中發揮重要作用，因此提出內臟內胚層細胞參與了前、后腸發育過程。研究表明，體外培養猴胚胎可以形成原始生殖細胞樣細胞（PGCLC），PGCLC細胞是否可以在體外發生遷移並進一步成熟，目前尚不了解。

研究團隊揭示，隨著培養的進行，PGCLC細胞開始向卵黃囊遷移，隨之代謝模式從糖酵解向氧化磷酸化轉變。系統揭示了食蟹猴早期胚胎發育中的X染色體劑量補償調控過程，值得指出的是雌性PGCLC中X染色體總體基因表達水平逐漸上調，且存在X染色體再激活過程。參與X染色體失活的長鏈非編碼RNA（lncRNA）XIST在雄性早期PGCLCs中很少或沒有表達，晚期升高，而在雌性PGCLC中表達水平相對穩定。

該研究得到了國家自然科學基金重大項目、科技部重點研發計劃及雲南省科技廳項目支持。

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